UPS供電系統(tǒng)方案說明

UPS供電系統(tǒng)方案1.1項目概況為保證機房內各類系統(tǒng)的正常運行，必須為其提供安環(huán)境。因此，安全、實用、先進和美觀是機房設計的總體要求。新建機房最好能滿足未來5至10年的發(fā)展需要。2.1系統(tǒng)建設目的在機房建設中，要把安全性、可靠性、合理性和規(guī)范化放在首要位置，同時機房建設工程在充分考慮計算機、網絡通訊、空調、UPS等設備的安全性、三、機房建設方案選擇模塊化、熱插拔結構的UPS完全按照IT設備的思路和結構設計，功率模塊冗余并聯輸出，控制部分采用冗余的兩套熱插拔控制模塊、兩套邏輯低壓電源模塊冗余設計，可用性高。另外由于模塊化熱插拔結構可以非常方便的在線增減各種模塊，提高輸出功率或維修，因此在可用性、可維護性、擴容性方面具有傳統(tǒng)1+1并聯不可比擬的優(yōu)點。3.1UPS、配電的選擇根據設備測算以及未來發(fā)展的要求，我們選用APC公司2006年推出的新根據要求，功率定為10KW。由于用戶的真實負載Symmetra可能為10KW,出，實際形成1+1冗余。源模塊、通訊模塊、顯示模塊、靜態(tài)旁路模塊、電池監(jiān)控模塊、外部維適應性好。該產品輸入參數為功率因數0.99,輸入諧波<5%,輸出功率32KVA/32KWN+1,實際功率大，滿足新型IT負載和發(fā)電機的要求。其他產品只能輸出32KVA/26KW可擴容性好。如果今后負載增加，可以再插入功率模塊，形成144KWN+1可管理性好。該產品標配多種通訊和管理卡，232,IP45,繼電器接口，柜體為黑色，19英寸機架式外觀。與服務器機柜外觀一致，可直接放在機房里面，和負載機柜并排安放。減少中間環(huán)節(jié)，提高系統(tǒng)可用性。降低其他配套采用外部維修旁路開關，提供真正意義上的不間斷供電。占地面積小。只有2個服務器機柜柜體，只操作一套系統(tǒng)，操作簡單，降低誤操作的可能性，提高可用性。五、SYPX10系列模塊化UPS圖1為10KVAN+1模塊化UPS主機與模塊化電池柜，均為19英寸機柜式外觀，黑色。SYPX10UPS主機采用2套冗余控制系統(tǒng)，CANBUS總線集成化的電源分配&電池柜(前面為電源分配/后面為電通過備份主智能通過備份主智能模塊來提高可用性靈活升級能力，支持N+0或N+1配置，全額定逆變器提供更熱更換內置靜態(tài)旁路開關在嚴重過載或出錯的情況下，無需中斷，將負載從UPS轉到市電上留出更多的空間放置IT柜&有助于將數據中心的必要空間降到最小熱升級模塊化電源分配無需停機就可安全擴展或維護&無需雇用昂貴的電氣承包商當維護時將關鍵負載與UPS隔離(subfeed)可將附加的配電集成到您的數據中心*efmt的陰的陽日5.2SYPX10系列模塊化UPS內部控制連接圖(圖*efmt的陰的陽日靜態(tài)旁路模塊靜態(tài)旁路模塊液晶顯示模塊控制器局域網總線控制系統(tǒng)3個通訊插槽模塊電池監(jiān)控模塊控制模塊控制模塊功率模塊4f4可以發(fā)現，每個模塊均會受兩個控制模塊的控制，可用性非常高。5.3SYPX10系列模塊化UPS系統(tǒng)圖(圖3)電池開關rdtDC4EattryLhizen二作原理圖輸出部分SymmetraPX10KVA采用單機N+1冗余模塊化熱插拔技術，為機柜式外觀結構。通過了機房的電磁兼容和電磁抑制測試，可直接安裝在機房里面。與模塊化結構在IT設備上已被廣泛使用(如：PC機，服務器，小型機等)。模塊化結構可以使得系統(tǒng)結構更加清晰，降低系統(tǒng)的復雜度，提高系統(tǒng)的可熱插拔技術可以使得系統(tǒng)的配置隨需要任意調整。模塊化結構大大降低了設備維修時間，方便及時排除故障，保障系統(tǒng)的連續(xù)可用性要高于兩臺普通UPS并聯；模塊化結構減少了備件的數量，避免購買大量備品備件，浪費資金；模塊化結構還使得電池配置很簡單，降低成本。不用考慮單機30分鐘，還是并機30分鐘。symmetraTMPX安裝在42U機柜中；SymmetraTMPX機柜最多能夠支持10個電源模塊，向系統(tǒng)提供總共144KVA/KWN+1電源模塊(圖4)每一個電源模塊最大可支持16KVA/16KW的功SymmetraTMPXUPS增加16KVA/16KW容量(或使UPS的冗余度得到提高)。SymmetraTMPX電源模塊在輸入端使用了IGBT驅動的高頻率整流器。這將提供小于2%的輸入電流諧波THD,在滿負載時小于5%(非線性負載),因此不需要額外安裝諧波濾波器；此外，使得系統(tǒng)與柴油發(fā)電機連接時，能夠更好中隔離出來并進行自我診斷。每個電源模塊都有三個大型的散熱風扇將氣流排出；風扇是按N+1的配置進行排列的，因此可以使可用性達到最優(yōu)。這就使得SymmetraTMPX利用了目前典型機架安裝式IT設備上常見的散熱技術?！駧л斎牍β室驍敌Ｕ腜FC電路·微處理器控制的容錯邏輯電路主智能模塊主智能模塊(MIM)就是系統(tǒng)的“大腦”,它監(jiān)視輸入功率，使不同模塊的輸協調器；它負責收集和報告狀態(tài)信息、配置系統(tǒng)、進行口，該線路通過通信卡分配到最多2個SmartSlot端口、其中一個是計算機端口，和最多2個PowerView顯示器。通過使用RIM,MIM可以進行熱插拔操作而不會給負載帶來任何風險；還可以通過將系統(tǒng)切換到維護旁路(如果沒有使冗余智能模塊這是一個確保智能冗余的“備用大腦”,冗余智能模塊和主冗余模塊一模一樣(使用相同的部件號：SYMIM4);當MIM出負責系統(tǒng)的運轉；通過使用MIM,該模塊可以進行熱插拔而不會對負載構成任何威脅；也可以通過將系統(tǒng)置于維護旁路再取下該模塊(如果沒有使用MIM)靜態(tài)轉換開關(圖5)一旦在SY3P系統(tǒng)內出現災難性的故障(即：多個電源模塊同時出現故障),該開關可以為客戶提供一個“安全網”。靜態(tài)轉換開關重新設置電源輸入回路，并在激活時直接向負載提供保護。逆變器故障時靜態(tài)開關的轉換時間是4ms,可在125%額定功率時持續(xù)工作。這就意味著無需任何機械接觸器就可持續(xù)運轉，從而防止熔斷組件的保險絲。靜態(tài)轉換開關只能由經過訓練的人員進行熱插拔。系統(tǒng)電源卡一旦出現故障，每個電源卡都可支持滿負載；當電源卡出現故障軟件和PowerView獲得告警信息；系統(tǒng)電源卡也是可熱插拔的組件。PowerView顯示器是一個LED顯示模塊，安裝在每個SY3PUPS機柜前端的銘牌處；該模塊帶有一個4x20LCD,4個按鈕以及基礎狀態(tài)燈和蜂鳴器；該模塊可以通過RS232UPS鏈路與SY3PUPS進行通信。每個SYUPS都裝有一個Web/SNMP卡和兩個空的SmartSlot,用戶可以利用APCSmartSlot附件進行配置。這些SmartSlot位于機柜系統(tǒng)I/O單元前端直流斷路器控制SymmetraPX系統(tǒng)的直流總線上的直流電流；該斷路器是為了保護系統(tǒng)不受直流總線故障影響的一個過流設備。每個帶系統(tǒng)旁路的PDU都裝配有一個36孔配電盤；36孔”就是指每個板上有36個孔，在PDU上總共有36個孔可以用來安裝斷路器(可選16A或32A單相或三相)。每個孔都可以提供230伏的單相電源；每個孔可提供的安位于配電盤上的零線排是額定規(guī)格的200%;配電柜帶2個三相10A輸出開關。當與Symmetra_PXUPS系統(tǒng)結合使用時，帶系統(tǒng)旁路的PDU會裝配有一個維護旁路面板。維護旁路采用一種三斷路器機制，能夠使SYPX與公共市電隔離。維護旁路系統(tǒng)采用了與Silcon類似的形式。輸入旁路斷路器標記為Q1,輸出旁路斷路器標記為Q2,而旁路斷路器被列為Q3。在前面板上有一個示意圖，用于說明電氣途徑。一旦維護旁路系統(tǒng)需要進行維修或更換，則必須關閉PDU的電源，并同時斷開變壓器的主輸入斷路器。維護斷路器采用的是自螺紋孔的固定方式。因此，當需要維修或更換斷路器時，只需要打開前面板即可。6.2SymmetraPX10KVA給用戶帶來的益處由于IDC機房的特殊性，負載的增加并不一定會完全按照用戶的預計來增加，經常會發(fā)現，用戶按照預計先購買了很大功率的UPS供電系統(tǒng)，運行幾年后負載量才15-30%,造成資金的大量占用和浪費。對于CEO來講，如果能隨意按照負載的增加而采購UPS電源，是他追求的目標。而Symmetra由于SymmetraPX10KVA系統(tǒng)是根據用戶的實際情況，在APC的工廠內量身訂制，且都采用模塊化熱插拔的結構。產品運到現場以后，無需復雜的安裝過程，只需要將模塊插入相應的插槽內，從而可以大大加快在用戶現場的裝配速度，減少施工時間。對于以后負載的擴容非常方便。技術革新通常每隔1.5到3(行業(yè)平均值)年就發(fā)生一次。隨著業(yè)務的不斷發(fā)展，機房環(huán)境會發(fā)生一些變化或調整，電力基礎設施和物理基礎設施都必需適安裝要求不同(如：Dell公司的服務器不適宜安裝在Compaq機柜上)、單服務器不容易得到為單電源服務器設計的基礎設施的支持，反之亦然。SymmetraPX10K完全可以適應這些變化。提供預測性故障分析需更換備件。如果需要更換備件，那么必須確定備件的位置。如果需要把備件裝運到現場，技術人員可能還需返回公司。在傳統(tǒng)系統(tǒng)中，通常有3種等級采用EnterpriceManager管理軟件，用戶可以在一臺計算機上管理所有UPS6.3SY10K10H基本性能通過可為任何IT環(huán)境配置的開放式架構提高適應性。模塊化結構，能夠作為無備用系統(tǒng)部署，并遷移到備用(UPS)系統(tǒng)。LSD顯示器字母數字顯示器，顯示系統(tǒng)參數和告警。熱插拔電池在更換電池的整個過程中，確保干凈、不間斷電源以保護設備使用發(fā)電機電源時，確保干凈、不間斷電源以保護設備可配置為N+1內部冗余允許配置一個或比支持連接負載所必需的更多的電源模塊，這樣的冗余提供了高自動自檢：定期自檢電池，確保及早檢測出需要更換的電池。并聯電池模塊：通過冗余電池提供更高的可用性在UPS超載情況下或故障時向連接負載提供市電供電有聲報警:提供有關改變市電和UPS條件的通知用戶可更換電池：能夠簡單升級和更換電池溫度補償電池充電:根據實際的電池溫度調整充電電壓延長電池壽命可擴展的運行時間:需要時允許快速增加更多的運行時間智能電池管理:通過智能、精確的充電技術獲得最佳的電池性能、壽命和可靠可升級電源容量:允許以后快速升級減少今天UPS規(guī)模過大的成本可編程頻率范圍:保證與不同輸入頻率的兼容性冗余智能模塊：給予關鍵UPS功能冗余通訊路徑，向UPS連接負載提供更電源模塊并行連接:可從隔離模塊故障中立即、無縫地恢復，增強可用性模塊化設計通過自我診斷，現場可替換模塊而提供快速可用性，減少維護需求通過監(jiān)視外部電池正常與否及其預期運行時間減少預防性維護需求提供了通過網絡對UPS進行遠程管理兼容英飛管理器以便通過APC的英飛管理器軟件進行集中管理。模塊化設計模塊化設計提供了可擴展的解決方案，可以使冷卻隨著需要的提高而增加。簡化安裝和維護同時對空間需求達到最小借助于視頻指示器可以快速了解設備和電源狀態(tài)。滿額定功率kW等于kVA6.4SymmetraPX性能與優(yōu)勢可配置為N+1內部冗余:允許配置一個或比支持連接負載所必需的更多的電源模塊，這樣的冗余提供了高可用性冗余智能模塊：給予關鍵UPS功能冗余通訊路徑，向UPS連接負載提供更高的可用性電源模塊并行連接:可從隔離模塊故障中立即、無縫地恢復，增強可用性并聯電池模塊:通過冗余電池提供更高的可用性熱插拔電源模塊：在更換電源模塊期間，確保干凈、不間斷電源以保護設備熱插拔智能模塊：在更換智能模塊期間，確保干凈、不間斷電源以保護設備熱插拔電池:在更換電池的整個過程中，確保干凈、不間斷電源以保護設備模塊化設計:通過自我診斷，現場可替換模塊而提供快速可用性，減少維護需求網絡管理：提供了通過網絡對UPS進行遠程管理自動內部旁路：在UPS超載情況下或故障時向連接負載提供市電供電其他性能優(yōu)勢可升級電源容量:允許以后快速升級減少今天UPS規(guī)模過大的成本可擴展的運行時間：需要時允許快速增加更多的運行時間前面維護:簡化安裝和維護同時對空間需求達到最小可編程頻率范圍:保證與不同輸入頻率的兼容性SmartSlot插槽：利用管理卡定制UPS性能不用工具更換電池:可迅速便捷地更換電池總體擁有成本通過消除超大規(guī)模的UPS對功率因數校正(PFC)的負載的需求，減少成本兼容發(fā)電機:使用發(fā)電機電源時，確保干凈、不間斷電源以保護設備自動自檢:定期自檢電池，確保及早檢測出需要更換的電池。溫度補償電池充電：根據實際的電池溫度調整充電電壓延長電池壽命可管理的外部電池:通過監(jiān)視外部電池正常與否及其預期運行時間減少預防性維護需求智能電池管理:通過智能、精確的充電技術獲得最佳的電池性能、壽命和可靠兼容英飛管理器：以便通過APC的英飛管理器軟件進行集中管理。LSD顯示器:字母數字顯示器，顯示系統(tǒng)參數和告警。LED狀態(tài)指示燈:借助于視頻指示器可以快速了解設備和電源狀態(tài)。有聲報警:提供有關改變市電和UPS條件的通知6.5SYPX10K技術參數常用旁路電壓容限最大旁路輸入電流旁路保護設備輸出輸出功率容量最大可配置功率額定輸出電壓輸出電壓可調范圍可配置用于380、400或415V3相額定輸出電壓輸出電壓失真輸出頻率(與主頻率同步)50/60Hz+/-3Hz用戶可調+/-0.1波峰因數無限的波形類型正弦波輸出連接輸出電壓容差輸出電壓THD過載工作所需的輸出電流保護中性輸出電流額定輸入電壓：400V3PH輸入頻率：40-70Hz工作電壓范圍：340-477V最大輸入電流:295A3典型充電時間4+/-192V(splitbattery半載典型后備時間25.6分鐘(80000瓦數)滿載典型后備時間8.7分鐘(10000瓦數)“測得的效率數據的擬合曲線。所有測量工作均使用額定電力輸入和電阻負載輸出在正常工作模式和正常環(huán)境條件下進行?！笨捎玫闹悄懿宀蹟盗?控制面板:多功能液晶顯示器狀態(tài)管理控制臺。有聲報警:電池供電報警，低電報警高：1991.00mm;寬：1800.00mm;深：1070.00mm設備安裝有效高度：42U運輸高度：2140.00mm運輸寬度：2554.00mm運輸長度：1210.00mm工作環(huán)境：0-40℃工作相對濕度：0%操作高度：0-999.9米存儲相對濕度：0%存儲高度：0-15000米聽覺噪音距設備表面1m處：63.00dBA在線運行發(fā)散熱量：28741.00BTU/hr管理機構認證:CE,EN50091-1,EN/IEC62040-3,EN/IEC62040-1-1,FCC15部分A采用APCNetShelterVX系列IT機柜。該系列產品分別有不同型號適合于裝APC服務器和網絡布線機柜是目前全球技術含量最高、最能滿足現代化高密度IT設備需求的機柜，具體特點如下：滿足IT設備在承重、兼容、配電、走線、散熱、安全、監(jiān)控管理、擴容等方面可承重1000kg.19英寸，42U機柜，深度1070mm,兼容所有主流IT廠商的機架式設備采用后部垂直安裝的專業(yè)機柜級別插線板(PDU),甚至提供帶網絡監(jiān)控和電流指示的產品。也可選擇雙輸入單輸出的高配電可用性的機架式安裝ATS。提供上部、下部、側面和頂部走線系統(tǒng)，特別是創(chuàng)造性的頂部走線系統(tǒng)采用前后打孔門設計，通風面積達到64%,前門采用圓提供機柜級別的環(huán)境監(jiān)控管理系統(tǒng)，可監(jiān)控電流、溫度、濕度、門禁、震動、移配電與散熱能力的擴容?？纱怪卑惭b4個16A、32A插線板，還可水平安裝插線板，滿足配電擴容的要求。還可選裝送風單元ADU和排風單元ARU,使得一個機柜的散熱能力達到10KW以上，保證高密度熱量情況下的散熱。絡系統(tǒng)也沒有用。因此用戶要高度關注機房的基礎設施建設。改變以前大多數用戶的方式，花大價錢購買最好的服務器，裝修豪華的大機房，卻不舍得在基礎設施上投資。我們的目的至少要保證機房10年的使用壽命和可在線擴容能力。IT設備的發(fā)展趨勢。要考慮今后IT設備的需求。傳統(tǒng)機房內的IT設備多為塔式設備，直接擺放在地板上。高度為1.2米—如機架式服務器、刀片式服務器，安裝在標準的19英寸42U機柜里面，一個機柜的負載量一般小于3KVA,少數機柜負載量會高達10KVA甚至更高。如上圖，藍色部分為普通塔式服務器，紅色部分為機架式服務器片式服務器。可以發(fā)現機架式和刀片式服務器的市場份額越來越大，機柜內的IT微環(huán)境不但要保證現在的IT設備的正常工作，也必須預留可擴容的能力，保證對基礎設施的要求可用性：從基礎設施結構上出發(fā)來保證可用性的要求，如采用標準的、可熱插拔的、模塊化的、冗余設計結構來提高系統(tǒng)的可用性。可適應性、可擴容性、可兼容性、靈活性，基本都是內似可維護性：可以采用熱插拔、模塊化設計，與IT產品如計算機的結構一樣，達到用戶都可以進行維護更換的水平，大大降低維護難度和時間。可管理性：采用IP網絡通訊模式，快速的方便的實現網絡監(jiān)控，傳統(tǒng)的RS232、485等。同時要求能夠和大樓樓宇自控系統(tǒng)進行通訊。機柜。良好的可擴容的IT微環(huán)境的重要保障以前用戶在選擇機柜時不會投入太多的精力和資金，覺得機柜沒什么技術含量。但是，由于所有IT設備都是安裝在機柜里面的，如果不能提供一個良好的IT微環(huán)境，用戶的網絡系統(tǒng)的可用性將不能得到保障。實際上機柜具有非常多的技術細節(jié)，必須對每一個細節(jié)都加以關注。包括：機柜的兼容性(深度)、機柜的散熱能力、機柜的配電、機柜的走線、機柜的監(jiān)控機柜的深度傳統(tǒng)的服務器機柜一般深度為900mm即可滿足要求，但現在的IT設備為了提高性能，越做越長，同時電源線和網線走線需要一定的后部空間，后部垂直近，加上線纜的阻礙，會影響空氣流通。因此，為提高機柜對以后IT設備容性，加強通風效果，預留足夠的走線空間等，建議機柜深度為1070mm以上。機柜的散熱能力。前后打孔門。機架式IT設備均采用前進風后出風的方式，空氣從前至后進行水平流動。左右和上下沒有氣流流動。因此要求機柜為前后打孔門，前門提供冷空氣，后門出熱空氣。傳統(tǒng)的玻璃門機柜以及頂部安裝散熱風散熱，因為氣流沒法從前至后水平流動，而只能上下流動下圖：前后均為打孔門，通風面積為64%,無頂部風扇，內部安裝3000W負載APC機柜側視溫度紅外圖，前后溫度適宜服務器工作機柜的散熱能力。制冷量從3-60KW。散熱能力的可擴容。RE9LTS:11-11-PLUTI-TEPNUEROFMLTIFLECLOLATIOERP.窮,腸,普通的IT設備一個機柜的制冷量要求為3KW,刀片式服務器和其他一些高密度設備安裝在機柜里面對機柜的制冷量要求為10KW,目前最新的IT設備對一個機柜的制冷量要求達到30KW。而目前的機房技術條件下的高架地板、下送風、機柜前置打孔地板的送風模式最多只能提供一個機柜3-4KW的制冷量。為了滿足部分高密度機柜5KW以上的散熱要求，必須采用強制通風設備。如送風單元和排風單元?；蛘卟捎肁PC全球最新的水平送風的InRow空調系統(tǒng)。否則，下圖為最新的高密度機柜的制冷解決方案，從3-20KW制冷量/機柜輕松最大的散熱能力達到60KW。機柜的擺放機柜內能夠安裝的IT設備數量柜內部，熱空氣從機柜后部排除),如果要滿足服務器工作的溫度指標，進度21度，出風溫度不超過32.2度，一個42U機柜的最大制冷量為2.5KW-3KW如果機柜內安裝的負載過簽造成進入機柜的冷空氣要求帶走更多的熱量，由于進風量是一定的勢必會造成出風口的溫度升獻到35-40度，使得服務器內的風扇以最高速度轉服務器內部的溫度過高造成服務器的壽命和可用性降低會出現一些莫名其妙的軟件和硬件錯醌且超過一定溫度，服務器會自動關機保護。機柜內配電。工業(yè)級別插線板，垂直安裝是民用插線板插拔力為1.5kg。同時插線板上面不允許有按鈕開關和保險絲等，完全由插線板前端的空氣開關提供過流和短路保護，按鈕和保險絲會造成同時最好采用垂直安裝的插線板，電源線走向比較簡單。機柜內配電。插線板，帶電流指示，帶網絡監(jiān)控。為做到精密配電，了解每個機柜的電流情況，減少插電誤操作，確加負載，最好采用帶電流指示，甚至帶網卡能實現網絡監(jiān)控的插線板。機柜內配電。機柜級別的ATS(自動轉換開關)成一路，然后送給該負載。提高供電可用性。要求ATS為機架式安裝，1.5或3KVA功率(剛好一個機柜)機柜的走線方式包括機柜內電源線的走線和數據線的走線。傳統(tǒng)的方式是通過高架地板下面敷設線纜管道，或者在天花板下面吊裝走線房漏水，管線易受危害。也增加了裝修的難度和工作量及造價。同時需要一次將電纜鋪設到位，要求初期投資大，否則今后負載擴容比較麻煩。天花板下吊線架的方式，要求天花板有更高的承重其實還有一種方式，即通過機柜頂部安放的專用走線槽進行走線，施工雷擊以及浪涌保護雷電或公共設施問題相關的破壞性浪涌可沿著公共設施和數據線傳播，從而破壞您的電子設備并銷毀您的重要數據。即使是較小的日常浪涌也可能降低電子設備的性能并縮短其使用壽命。APCSurgeArrestEssential系列代表了所有計算機和家用電子設備都應具備的最低級別的浪涌保護，同時大多數機型還為電話線提供浪涌保護。其先進的電路可為敏感電子設備提供保護，從而避免較大的浪涌以及多次浪涌事件的發(fā)生。其他特性，例如充足的電源插座、狀態(tài)指示燈LED等等，使該系列成為我們最具價值的浪涌保護產品-這是由我們的設備終身保護策略來保證的引起引起系統(tǒng)保護雷擊以及浪涌保護防止您的設備受到電涌和尖峰信號的損壞。IEEE允許的等級和監(jiān)管機構的規(guī)定嚴格的第三方測試確保了APC的浪涌保護器會保護您的設備和數據免受潛在的浪涌和尖峰破壞。噪音濾除電涌保護器削弱了EMI/RFI線路的噪聲，這種噪聲能夠盤死鎖，因此確保能夠更好的完成對設備的保護。安全性災難性事故保護載不受損害。即使某個元件因功率尖峰或過電壓而損壞，剩余功率也不會到達您的設備。與APC浪涌保護插座不同，絕大多數其他品牌的浪涌抑制器在